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formamida

La formamida es una amida derivada del ácido fórmico . Es un líquido incoloro que es miscible con agua y tiene un olor parecido al del amoníaco . Es materia prima química para la fabricación de sulfas y otros productos farmacéuticos , herbicidas y pesticidas , y en la fabricación de ácido cianhídrico . Se ha utilizado como suavizante de papel y fibra. Es un disolvente de muchos compuestos iónicos . También se ha utilizado como disolvente de resinas y plastificantes . [4] Algunos astrobiólogos sugieren que puede ser una alternativa al agua como principal disolvente en otras formas de vida. [5]

Las formamidas son compuestos del tipo RR′NCHO. Una formamida importante es la dimetilformamida , (CH 3 ) 2 NCHO.

Producción

Producción histórica

En el pasado, la formamida se producía tratando ácido fórmico con amoníaco , lo que produce formiato de amonio , que a su vez produce formamida al calentarse: [6]

HCOOH + NH3HCOO
NUEVA HAMPSHIRE+
4
HCOO
NUEVA HAMPSHIRE+
4
→ HCONH 2 + H 2 O

La formamida también se genera por aminolisis del formiato de etilo : [7]

HCOOCH 2 CH 3 + NH 3 → HCONH 2 + CH 3 CH 2 OH

producción moderna

El proceso industrial actual para la fabricación de formamida implica la carbonilación de amoniaco: [4]

CO + NH 3 → HCONH 2

Un proceso alternativo de dos etapas implica la amonólisis del formiato de metilo , que se forma a partir de monóxido de carbono y metanol :

CO + CH 3 OH → HCOOCH 3
HCO 2 CH 3 + NH 3 → HCONH 2 + CH 3 OH

Aplicaciones

La formamida se utiliza en la producción industrial de cianuro de hidrógeno . También se utiliza como disolvente para procesar diversos polímeros como el poliacrilonitrilo . [8]

Reacciones

La formamida se descompone en monóxido de carbono y amoníaco a 180 °C.

HCONH2 → CO + NH3

También se observan trazas de cianuro de hidrógeno (HCN) y agua.

En presencia de catalizadores ácidos sólidos , la formamida se deshidrata a HCN: [8]

HC(O)NH2 → HCN + H2O

Aplicaciones de nicho o de laboratorio

La formamida es un componente de las mezclas de vitrificación crioprotectoras utilizadas para la criopreservación de tejidos y órganos .

La formamida también se utiliza como estabilizador de ARN en electroforesis en gel mediante la desionización del ARN. En la electroforesis capilar, se utiliza para estabilizar hebras (individuales) de ADN desnaturalizado.

Otro uso es añadirlo en soluciones sol-gel para evitar el agrietamiento durante la sinterización .

La formamida, en su estado puro, se ha utilizado como disolvente alternativo para el autoensamblaje electrostático de nanopelículas poliméricas. [9]

La formamida se utiliza para preparar aminas primarias directamente a partir de cetonas a través de sus derivados N-formilo, mediante la reacción de Leuckart .

Bioquímica

Ciclo de metanogénesis , que muestra dos intermedios que contienen formamida. [10]

Las formamidas son intermediarios en el ciclo de la metanogénesis .

Química prebiótica

La formamida se ha propuesto como un disolvente alternativo al agua, quizás con la capacidad de sustentar vida con bioquímicas alternativas a las que se encuentran actualmente en la Tierra. Se forma por hidrólisis del cianuro de hidrógeno. Con un gran momento dipolar, sus propiedades de solvatación son similares a las del agua. [11]

Se ha demostrado que la formamida se convierte en trazas de guanina al calentarla en presencia de luz ultravioleta. [12]

Seguridad

No se recomienda el contacto con la piel y los ojos. Con una DL50 de gramos por kg, la formamida tiene una toxicidad aguda baja. También tiene baja mutagenicidad. [8]

La formamida está clasificada como tóxica para la salud reproductiva. [13]

Referencias

  1. ^ Nomenclatura de química orgánica: recomendaciones y nombres preferidos de la IUPAC 2013 (Libro azul) . Cambridge: Real Sociedad de Química . 2014. pág. 841. doi :10.1039/9781849733069-FP001. ISBN 978-0-85404-182-4. El nombre tradicional 'formamida' se conserva para HCO-NH 2 y es el nombre preferido de la IUPAC.
  2. ^ abcd Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos. "#0295". Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
  3. ^ FG Bordwell; JE Bartmess; JA Hautala (1978). "Efectos del alquilo sobre la acidez de equilibrio de los ácidos carbónicos en medios apróticos próticos y dipolares y la fase gaseosa". J. Org. Química. 43 (16): 3095–3101. doi :10.1021/jo00410a001.
  4. ^ ab Hohn, A. (1999). "Formamida". En Kroschwitz, Jacqueline I. (ed.). Enciclopedia concisa de tecnología química Kirk-Othmer (4ª ed.). Nueva York: John Wiley & Sons, Inc. págs. 943–944. ISBN 978-0471419617.
  5. ^ "Cómo mejorar la búsqueda de extraterrestres". El economista .
  6. ^ Lorin, M. (1864). "Preparación de Formamida mediante Formiatos y Oxalatos". The Chemical News y Journal of Physical Science . IX : 291 . Consultado el 14 de junio de 2014 .
  7. ^ Phelps, IK; Deming, CD (1908). "La preparación de formamida a partir de formiato de etilo e hidróxido de amonio". The Chemical News y Journal of Physical Science . 97 : 86–87 . Consultado el 14 de junio de 2014 .
  8. ^ abcBipp , H.; Kieczka, H. (2012). "Formamidas". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a12_001.pub2. ISBN 978-3527306732.
  9. ^ Vimal K. Kamineni; Yuri M. Lvov; Tabbetha A. Dobbins (2007). "Nanoensamblaje capa por capa de polielectrolitos utilizando formamida como medio de trabajo". Langmuir . 23 (14): 7423–7427. doi :10.1021/la700465n. PMID  17536845.
  10. ^ Thauer, RK (1998). "Bioquímica de la metanogénesis: un tributo a Marjory Stephenson". Microbiología . 144 : 2377–2406. doi : 10.1099/00221287-144-9-2377 . PMID  9782487.
  11. ^ Comité sobre los límites de la vida orgánica en los sistemas planetarios (2007). Los límites de la vida orgánica en los sistemas planetarios. Washington, DC: Prensa de las Academias Nacionales. pag. 74.ISBN _ 978-0-309-66906-1. Consultado el 29 de agosto de 2012 .
  12. ^ "Origen de la vida: agregar luz ultravioleta ayuda a formar la 'G faltante' de los componentes básicos del ARN". Ciencia diaria . 14 de junio de 2010.
  13. ^ "Documento de respaldo para la identificación de formamida como una sustancia extremadamente preocupante debido a sus propiedades cmr1". Agencia Europea de Productos Químicos .